Issues of Concern
The Anterior Pituitary (Adenohypophysis)
The anterior pituitary is derived from embryonic ectoderm. Hij scheidt vijf endocriene hormonen af uit vijf verschillende soorten epitheliale endocriene cellen. De afgifte van hormonen uit de voorste hypofyse wordt gereguleerd door hypothalamushormonen (hormonen die vrijkomen of remmen), die worden gesynthetiseerd in de cellichamen van neuronen die zich bevinden in verschillende kernen die de derde ventrikel omgeven. Hiertoe behoren de arcuate, de paraventriculaire en ventromediale kernen en de mediale preoptische en paraventriculaire gebieden. Als reactie op neurale activiteit komen de hypothalamushormonen vanuit de zenuwuiteinden vrij in het hypophyseale portaalbloed en worden vervolgens naar beneden getransporteerd naar de voorste hypofyse.
Anterior Pituitary (AP) Hormones
Groeihormoon (GH)
Andere namen: somatotroop hormoon of somatotropine
Precursorcellen: somatotrofen in de AP
Doelcellen: vrijwel alle weefsels van het lichaam
Transport: 60% circuleert vrij en 40% gebonden aan specifieke GH-bindende eiwitten (GHBP’s)
Werkingsmechanisme:
GH bindt aan groeihormoonreceptoren (GHR’s) waardoor GHR wordt gedimeriseerd, het GHR-geassocieerde JAK2 tyrosinekinase wordt geactiveerd, en zowel JAK2 als GHR tyrosylfosforyleren. Dit veroorzaakt rekrutering en/of activering van een verscheidenheid aan signaalmoleculen, waaronder MAP-kinasen, insulinereceptorsubstraten, fosfatidylinositol 3′-fosfaatkinase, diacylglycerol, proteïnekinase C, intracellulair calcium, en Stat-transcriptiefactoren. Deze signaalmoleculen dragen bij tot GH-geïnduceerde veranderingen in enzymactiviteit, transportfunctie en genexpressie die uiteindelijk uitmonden in veranderingen in groei en metabolisme.
Regulatie van GH-secretie:
De afgifte van GH staat onder dubbele controle van de hypothalamus. De GH-afgifte wordt gestimuleerd door groeihormoon-afgiftehormoon (GHRH), maar onderdrukt door een ander hormoonpeptide, somatostatine (ook bekend als groeihormoon-remmend hormoon (GHIH)). Insuline-achtige groeifactor-1 (IGF-1) zorgt voor negatieve feedback bij het remmen van de GH-afgifte door somatotrofen. Schildklierhormonen (T3 en T4) stimuleren de GH-genexpressie in somatotrofen.
Fysiologische functies:
GH werkt op vrijwel elk celtype. De belangrijkste doelen zijn botten en skeletspieren. Het heeft directe metabole effecten op vetten, eiwitten en koolhydraten en indirecte acties die resulteren in skeletgroei.
-
Directe metabole functies: GH is anabool. Het stimuleert de groei van bijna alle weefsels van het lichaam die in staat zijn te groeien (toename van het aantal cellen). GH verhoogt ook de snelheid van de eiwitsynthese in de meeste cellen van het lichaam en verlaagt de snelheid van het glucosegebruik in het hele lichaam (diabetogene werking). Ook verhoogt het de mobilisatie van vetzuren uit vetweefsel en het gehalte aan vrije vetzuren in het bloed.
-
Indirecte effecten op de groei van het skelet: GH stimuleert de productie van IGF-1 uit hepatocyten. IGF-1 medieert de groeibevorderende effecten van GH op het skelet. IGF-1 heeft directe effecten op zowel het kraakbeen als het bot om groei en differentiatie te stimuleren. Deze effecten zijn van cruciaal belang voor de groei tijdens de kindertijd tot aan het einde van de adolescentie.
Prolactine
Precursorcellen: voornamelijk afkomstig van lactotrofen in het AP
Doelcellen: belangrijkste doelcellen zijn de melkklieren en de geslachtsklieren
Werkingsmechanisme: Bindt aan peptide hormoonreceptor (enkel transmembraandomein) om de JAK2-STAT intracellulaire signaleringsroute te activeren, vergelijkbaar met die van GH
Regulatie: Net als GH wordt de prolactine secretie gereguleerd door twee hypothalamus remmende (van dopamine) en stimulerende hormonen (PRH). De overheersende invloed van de hypothalamus is remmend.
Fysiologische Functies: De belangrijkste functies van prolactine zijn het stimuleren van de groei en ontwikkeling van de borstklier (mammografisch effect) en de melkproductie (lactogeen effect). Het heeft ook effecten op de hypothalamus-hypofyse-gonadale as en kan de pulsatiele GnRH-secretie vanuit de hypothalamus afremmen.
Folliculair-stimulerend hormoon (FSH) en luteïniserend hormoon (LH)
Precursorcellen: gonadotrofen in het AP
Doelcellen: gonaden (eierstokken en teelballen)
Werkingsmechanisme: FSH en LH binden aan G-eiwit gekoppelde receptoren om het enzym adenylyl cyclase te activeren, dat op zijn beurt het intracellulaire cAMP verhoogt. cAMP activeert proteïne kinase A (PKA) dat intracellulaire eiwitten fosforyleert. Deze gefosforyleerde eiwitten zorgen vervolgens voor de uiteindelijke fysiologische acties.
Regulatie: FSH en LH secretie staan onder controle van het hypothalamische gonadotropine-releasing hormoon (GnRH).
Physiologische Functies: FSH en LH reguleren de functies van de eierstokken en de testikels. Bij vrouwen stimuleert FSH de groei en ontwikkeling van follikels ter voorbereiding op de ovulatie en de afscheiding van oestrogenen door de rijpe Graafse follikel. LH brengt de eisprong op gang en stimuleert de afscheiding van progesteron door het corpus luteum. Bij mannen is FSH nodig voor de spermatogenese, en LH stimuleert de secretie van testosteron door de Leydigcellen.
Thyroïd-stimulerend hormoon (TSH)
Precursorcellen: thyrotropen in het AP
Doelwitcellen: schildklierfollikelcellen
Werkingsmechanisme: TSH bindt aan de G-eiwitgekoppelde receptoren op de basolaterale membraan van de schildklierfollliculaire cellen. Net als FSH en LH activeert het het adenylyl cyclase-PKA-cAMP systeem om verschillende eiwitten te fosforyleren, die op hun beurt de uiteindelijke fysiologische acties bewerkstelligen
Regulatie: De secretie van TSH staat onder controle van het hypothalamische thyrotropine-releasing hormoon (TRH). Ook wordt T4 teruggevoerd naar de voorste hypofyse om de TSH-secretie te remmen.
Fysiologische functies: de belangrijkste functie van TSH is het stimuleren van de synthese en secretie van schildklierhormonen (tri-joodthyronine en thyroxine) uit schildklierfollikels. Het houdt ook de structurele integriteit van de schildklieren in stand.
Adrenocorticotroof hormoon (ACTH)
Precursorcellen: corticotrofen in de AP
Doelwitcellen: cellen in de cortex van de bijnieren (adrenocorticale cellen)
Werkingsmechanisme: ACTH bindt aan zijn G-eiwit gekoppelde receptoren op de adrenocorticale cellen. Net als TSH, FSH en LH activeert het het adenylyl cyclase-PKA-cAMP systeem om verschillende eiwitten te fosforyleren, die op hun beurt de uiteindelijke fysiologische functies bewerkstelligen.
Regulatie: De secretie van ACTH staat onder controle van het hypothalamische corticotropin-releasing hormone (CRH). Het is onderhevig aan negatieve feedback-regulatie.
Fysiologische functies: de belangrijkste functie van ACTH is het stimuleren van de secretie van bijnierschorshormonen (voornamelijk glucocorticoïden) tijdens stress.
De achterste hypofyse (neurohypofyse)
De achterste hypofyse is neuraal van oorsprong. In tegenstelling tot de voorste hypofyse is de achterste hypofyse rechtstreeks met de hypothalamus verbonden via een zenuwbaan (hypothalamohypofyseale zenuwbaan). De hypofyse scheidt twee hormonen af: oxytocine en antidiuretisch hormoon (ADH) of vasopressine. De hormonen worden gesynthetiseerd door de magnocellulaire neuronen die zich in de supraoptische en paraventriculaire kernen van de hypothalamus bevinden. De hormonen worden samen met neurofysine-eiwitten langs de axonen van deze neuronen getransporteerd om te eindigen in zenuwterminals in de hypofyse achteraan.
Oxytocine
Precursorcellen: paraventriculaire en supraopticulaire kernen in de hypothalamus
Doelwitcellen: myoepitheelcellen van de melkklieren en de baarmoederspieren (myometrium) bij vrouwen en myofibroblastcellen in de zaadbuisjes bij mannen.
Werkingsmechanisme: oxytocine werkt op zijn doelcellen via een G-eiwit gekoppelde receptor, die fosfolipase C activeert, dat op zijn beurt de omzet van fosfoinositide stimuleert. Dit veroorzaakt een verhoogde intracellulaire calciumconcentratie, die de contractiele machinerie van de cel activeert.
Regulatie: oxytocine komt vrij als reactie op een afferente neurale input naar de hypothalamische neuronen die het hormoon synthetiseren. Zuigen en stimulatie van de baarmoeder door het hoofd van de baby tijdens de bevalling zijn de belangrijkste stimuli voor het vrijkomen van oxytocine. Het is onderhevig aan positieve terugkoppelingsregulatie.
Fysiologische functies: oxytocine stimuleert het uitwerpen van melk uit de borst als reactie op zuigen (melkuitwerpreflex). Het veroorzaakt contractie van de myoepitheelcellen rond de ducten en alveoli van de klier en daardoor melkuitstoting. Oxytocine stimuleert ook het samentrekken van de baarmoeder tijdens de bevalling om de foetus en de placenta uit te drijven.
Antidiuretisch Hormoon (ADH) of Vasopressine
Precursorcellen: paraventriculaire en supraoptische kernen van de hypothalamus.
Doelwitcellen: distale convoluole tubuli van de nier en verzamelbuisjes en vasculaire gladde spiercellen.
Werkingsmechanisme: vergelijkbaar met oxytocine werkt het op zijn doelcellen via een G-eiwit gekoppelde receptor, die fosfolipase C activeert, die op zijn beurt de omzet van fosfoinositide stimuleert en een verhoging van de intracellulaire calciumconcentratie veroorzaakt, die op haar beurt de uiteindelijke fysiologische acties bewerkstelligt.
Regulatie: De belangrijkste prikkel voor ADH-afgifte is een toename van de osmolaliteit van het circulerende bloed. Osmoreceptoren in de hypothalamus detecteren deze toename en activeren de paraventriculaire en supraoptische kernen om ADH vrij te geven. Het komt ook vrij als reactie op hypovolemie.
Fysiologische functies: ADH bindt zich aan V2-receptoren op de distale tubuli en verzamelbuizen van de nieren om de expressie van aquaporin-kanalen op het basolaterale membraan te verhogen en de waterreabsorptie te verhogen. Het werkt, zoals de naam al aangeeft, ook als een vasoconstrictor door binding aan V1-receptoren op de arteriolaire gladde spieren.